Hexylaminolevulinate Photodynamic Treatment of Cancer Cell Lines
Doctoral thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/293177Utgivelsesdato
2015Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Heksylaminolevulinat fotodynamisk behandling av kreftcellelinjer.
Fotodynamisk terapi (PDT) er en behandlingsmetode som kan brukes på både kreft og
pre-kreft. Metoden er allerede i bruk på klinikker og flere pasienter ved
hudavdelingen her på St.Olav blir behandlet med PDT hver uke. Metoden er en
tostegsbehandling der det først enten blir tilsatt en fotosensitizer eller en forløper til
en fotosensitizer. Fotosensitizer vil i hovedsak akkumuleres i kreftvev og den gjør
cellene sensitive for vanlig synlig lys. Etter at kreftvevet har blitt lyssensitivt påføres
det lys med tilpasset bølgelengde. Dette er som regel rødt lys.
Selv om PDT er i bruk på klinikker er det et behov for optimalisering og større
kunnskap om de effekter metoden gir. Vi har valgt å studere heksylaminolevulinat
(HAL) basert PDT på cellenivå. Denne varianten av PDT er godkjent for diagnose av
blærekreft og den aktive fotosensitizeren er protoporfyrin IX (PpIX). I denne
avhandlingen har vi sett på effektene fra ulike parametere i lyset og fokusert på
hvilken type celledød som blir indusert samt effekter på proteiner.
Fra de fire studiene i avhandlingen har vi funnet ut at HAL-PDT med rødlys effektivt
dreper rotteblærekreft-celler, hovedsakelig gjennom nekrose og at fraksjonering av
lysdosen med 45 sekunder lys etterfulgt av 60 sekund mørke ikke gir endret utslag på
hverken mengde celledød eller type i forhold til sammenhengende belysning.
Videre så har vi sett at effekter fra HAL-PDT er avhengig av hvilken cellelinje som er
i bruk. Alle de fem cellelinjenes dose- responskurver varierte både i form og
lysdoseområde. Vi så også at lav lysintensitet ikke var like effektiv som høy
lysintensitet for sub-letale doser og vi fikk resultater som indikerer at lav lysintensitet
induserer apoptose i større grad enn PDT med høy lysintensitet. PpIX kan aktiveres av
både rødt og blått lys, men det ser ut til at rødlys HAL-PDT gir mer apoptose enn
blålys HAL-PDT.
I de to siste studiene var fokuset på proteinendringer. Blålys HAL-PDT på
rotteblærekreftceller viste at det ble indusert post-translasjonelle modifikasjoner, noen
proteiner endret mengde og at en del proteiner ble karbonylerte etter HAL-PDT.
I den siste studien viste vi at økt lysdose gir økt induksjon av reaktive oksygen arter
(ROS). Vi identifiserte over 1900 proteiner som var reversibelt oksidert på cystein
sete, i stor grad som følge av ROS. Ut fra disse studerte vi en undergruppe som vi var
ekstra sikre på at var endret som følge av HAL-PDT. Over halvparten av disse viste
seg å være assosiert med programmert celledød og flere av disse er igjen kjent for å være redoksregulert. Redoksregulering av proteiner er et voksende fagfelt og
mekanismens betydning i cellers signalverden øker. For å verifisere at noen av de
proteinene vi identifiserte kan være en sentral triggermekanisme for HAL-PDT
indusert apoptose behøves det en del mer forskning.
Oppsummert så bidrar denne avhandlingen til en bedre forståelse av effektene etter
HAL-PDT og den peker på viktigheten av å bruke optimale parametere for selve
belysningen og den åpner for at reversibel oksidering av cystein seter kan være en
sentral mekanisme for indusering av apoptose etter HAL-PDT.
Består av
Paper 1: Ekroll, Ingvild Kinn; Gederaas, Odrun Arna; Helander, Linda; Hjelde, Astrid; Melø, Thor Bernt; Johnsson, Anders. Photo induced hexylaminolevulinate destruction of rat bladder cells AY-27. Photochemical and Photobiological Sciences 2011 ;Volum 10.(6) s. 1072-1079 http://dx.doi.org/10.1039/c0pp00393j Reproduced with permission from the European Society for Photobiology, the European Photochemistry Association, and the Royal Society of ChemistryPaper 2: Helander, Linda; Krokan, Hans Einar; Johnsson, Anders Carl G.; Gederaas, Odrun Arna; Plaetzer, Kristjan. Red versus blue light illumination in hexyl 5-aminolevulinate photodynamic therapy: the influence of light color and irradiance on the treatment outcome in vitro. Journal of Biomedical Optics Vol. 19 (8) 2014 http://dx.doi.org/10.1117/1.JBO.19.8.088002 Copyright 2014 Society of Phot o-Optical Instrumentation Engineers. One print or electronic copy may be made for personal use only. Systematic reproduction and distribution, duplication of any materi al in this paper for a fee or for commerc ial purposes, or modification of the c ontent of the paper are prohibited
Paper 3: Baglo, Yan; Sousa, Mirta; Slupphaug, Geir; Hagen, Lars; Håvåg, Sissel; Helander, Linda; Zub, Kamila; Krokan, Hans Einar; Gederaas, Odrun Arna. Photodynamic therapy with hexyl aminolevulinate induces carbonylation, posttranslational modifications and changed expression of proteins in cell survival and cell death pathways. Photochemical and Photobiological Sciences 2011 ;Volum 10.(7) s. 1137-1145 http://dx.doi.org/10.1039/c0pp00369g Reproduced with permission from the European Society for Photobiology, the European Photochemistry Association, and the Royal Society of Chemistry
Paper 4: Linda Helander, Animesh Sharma, Hans E. Krokan, Kristjan Plaetzer, Barbara Krammer, Odrun A. Gederaas, Geir Slupphaug and Lars Hagen. Reversible oxidation of thiol proteins after hexylaminolevulinate mediated photodynamic therapy.